Die Vision

Power-to-Gas ändert die Logik unserer Energielandschaft. Statt aus fossilen Ressourcen Strom und Kohlenstoffdioxid zu erzeugen wird aus erneuerbarem Strom und Kohlenstoffdioxid (synthetisches) Erdgas hergestellt. Dadurch kann die bestehende fossile Infrastruktur weiter genutzt und gleichzeitig das Klima gerettet werden.

Seit mehr als 100 Jahren nutzen vor allem Industrieländer in hohem Maße die fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas. Viel Kapital wurde investiert, um die hierfür notwendige fossile Infrastruktur aufzubauen. Mobilität, Industrie und viele alltägliche Produkte fußen auf Kohle, Öl oder Gas und sind deshalb von diesen endlichen Ressourcen abhängig.

Als nachteilig bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern hat sich das frei werdende Kohlenstoffdioxid (CO2) herausgestellt, da es zu einer unerwünschten Erwärmung unseres Klimas führt. Daher gibt es zahlreiche Anstrengungen, den Ausstoß von CO2 zu senken bzw. zu vermeiden. Der unter dem Schlagwort „Energiewende“ stattfindende Umbau der deutschen Stromerzeugung von fossiler auf erneuerbare Stromerzeugung aus Wind und Sonne ist eine der weltweit größten Anstrengungen hierfür.

Mit dem Wandel von einer zentralen Struktur fossiler Großkraftwerke hin zu einer dezentralen Struktur von Wind- und Photovoltaik-Kraftwerken erhöht sich allerdings unerwünschter Weise die Volatilität im Stromsystem. Strom muss zum Zeitpunkt des Verbrauchs erzeugt werden. Mit einer zentralen Struktur von Großkraftwerken war dies technisch leicht zu bewältigen. Windkrafträder und Photovoltaik-Anlagen hängen in ihrer Erzeugung vom Wetter ab und benötigen deshalb ein stabilisierendes Pendent, um den Anforderungen des Stromsystems zu genügen. Stromspeicher und darüber hinausgehende Technologien wie Power-to-Gas sind Bausteine, die ein erneuerbares Energiesystem erst ermöglichen.

Technik

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Mit Power-to-Gas wird (Überschuss-)Strom über die zwei Hauptprozesse „Elektrolyse“ und „Methanisierung“ in Methan (CH4) umgewandelt. Damit wird im Moment nicht nutzbarer und wertloser Überschuss-Strom lagerfähig und wertvoll. Erdgas enthält zu mehr als 98% Methan. Das mit einer Power-to-Gas-Anlage erzeugte Methan kann somit wie Erdgas verwendet werden und wird deshalb auch als synthetisches Erdgas (SNG) bezeichnet. Es weist sogar eine größere Reinheit und konstantere Gasqualität als natürliches Erdgas auf und ist zusätzlich CO2-neutral.

Elektrolyse

Bei der seit 02_p2g elektrolyse-page-001mehr als 200 Jahren bekannten Elektrolyse wird Wasser (H2O) mit Hilfe von Strom in gasförmigen Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt und getrennt gesammelt. Der erzeugte Wasserstoff wird im nächsten Prozessschritt weiter verwendet. Der erzeugte Sauerstoff wird momentan nicht genutzt, könnte aber in vielen technischen Prozessen verwendet werden und wäre dann eine zusätzliche Einnahmequelle.

Die Elektrolyse wird vor allem seit den letzten Jahren verstärkt weiter entwickelt. Dadurch sind neben der klassischen alkalischen Elektrolyse auch neue Arten wie die sogenannte Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyse (PEM) entstanden. Vor allem diese zeichnet sich durch schnelle Reaktionszeiten auf Änderungen im Stromzufluss aus und kann deshalb auch Regelleistung erbringen. Damit lässt sich das Netz auf lokaler Ebene stabilisieren und Einnahmen erzielen. Die Wirkungsgrade von Elektrolysen liegen im Bereich zwischen 70-78%

Methanisierung

Bei der Methanisierung 07_p2g methanisierung-page-001(nach ihrem Erfinder auch Sabatier-Prozess genannt) wird Wasserstoff mit Kohlenstoffdioxid zu Methan synthetisiert. Als Produkt erhält man CO2-neutrales Erdgas hoher Qualität. Bei diesem Prozessschritt wird Wärme auf einem Niveau von 230-300 °C frei, die vielfältig genutzt werden kann, z.B., um sie in ein Fernwärmenetz einzuspeisen. Der Wirkungsgrad liegt momentan bei mehr als 80%. Bei der Methanisierung wird CO2 verbraucht. Dieses könnte zum Beispiel aus gereinigtem Biogas stammen und damit insgesamt zu mehr einspeisefähigem Methan führen. Zusätzlich erschließen sich über CO2-Zertifikate neue Einkommensquellen.

Nutzung

Das durch Power-to-Gas erzeugte synthetische Erdgas kann lokal an der Anlage gespeichert oder in das europäische Erdgasnetz eingespeist werden und so vielfältig wie Erdgas für Mobilität, Industrie und in Haushalten verwendet werden. Mit einer Länge von 460.000 km lassen sich im deutschen Erdgasnetz ca. 200 TWh an Energiemenge speichern. Das entspricht einem Drittel des deutschen Jahresstromverbrauchs.

Wirtschaftlichkeit

In diesem Tool können Sie mit verschiedenen Werten die Wirtschaftlichkeit einer Power-to-Gas-Anlage kalkulieren

Umfrage

Im Rahmen einer Projektstudie an der Technischen Universität München, führen wir eine Umfrage zu den Kundenwünschen an eine zukünftige Power-to-Gas-Anlage durch. Bitte helfen Sie uns durch Ausfüllen des Fragebogens dabei. Die Umfrage wird ca. 8-10 Minuten in Anspruch nehmen und ist vollständig anonym.

Unter allen Teilnehmer, verlosen wir 3x je einen Braufässchen Gutschein

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